【摘要】：在過去的幾十年里,世界經(jīng)歷了快速的經(jīng)濟發(fā)展和社會革命,與此同時帶來了不斷增加的能源消費,導致了與電力工業(yè)相關的基礎設施投資的增加以及越來越多的環(huán)境問題。如何有效地權衡能源供應安全與大氣質(zhì)量改善之間的矛盾,是當前決策者面臨的巨大挑戰(zhàn)。能源系統(tǒng)是一個復雜的巨系統(tǒng),涉及到各種不確定的經(jīng)濟和技術參數(shù),如能源需求/供應、電力生產(chǎn)、傳輸、消費、電力轉(zhuǎn)換設施擴容以及大氣污染物排放。這些不確定性參數(shù)不僅會影響相關的能源系統(tǒng)優(yōu)化過程,還會影響生成的能源系統(tǒng)管理決策方案。因此,如何識別能源系統(tǒng)中存在的這些不確定性、探究它們之間的互動機理,以及如何將這些復雜關系映射到實際的能源系統(tǒng)規(guī)劃中,是當前能源系統(tǒng)規(guī)劃管理決策者面臨的主要問題。針對以上問題,本文開發(fā)了一系列基于多尺度、多周期、多情景、多因素背景下的不確定性優(yōu)化方法。具體包括:(1)構建了一種模糊隨機模擬優(yōu)化模型。該模型耦合了支持向量回歸機技術、蒙特卡洛技術、分位式區(qū)間機會整數(shù)規(guī)劃方法,能夠有效處理模型中參數(shù)表征為隨機變量、模糊邊界區(qū)間的不確定信息。支持向量回歸機、蒙特卡洛模擬技術用來預測模擬未來電力需求量。該模型將會運用到青島市電力系統(tǒng)規(guī)劃中,模型結果將會產(chǎn)生滿足尖峰電力需求下的不同違約概率水平、不同必要性水平下的電力供應方案。(2)開發(fā)了一種基于考慮分時電價和電動汽車在內(nèi)的魯棒彈性隨機規(guī)劃方法,該方法能夠有效處理城市能源系統(tǒng)中參數(shù)表征為區(qū)間、概率分布、彈性約束以及它們共同組合所形成的多重不確定性問題。構建的模型將會運用到青島市能源系統(tǒng)管理規(guī)劃中,該模型采用蒙特卡洛技術模擬了24小時的電力需求量。模型結果能夠幫助決策者改善能源供應模式、降低能源系統(tǒng)成本、緩解大氣污染排放并調(diào)整居民等終端用戶的點電力消費行為。(3)開發(fā)了一種基于區(qū)間可能性基礎彈性規(guī)劃方法,并將其應用于青島市電力系統(tǒng)規(guī)劃中,該方法能夠有效處理參數(shù)表征為區(qū)間彈性變量、區(qū)間可能性的不確定信息。支持向量回歸機技術用來預測不同情景下的電力需求量。該模型產(chǎn)生了不同電動汽車刺激水平、不同彈性約束滿意度水平、不同必要性水平下的電力供應方案。(4)開發(fā)了一種基于彈性可能性隨機規(guī)劃方法,用于處理系統(tǒng)中參數(shù)表征為彈性約束、模糊可能性分布、概率分布以及它們共同組合所形成的多重不確定性問題。該方法通過引入模糊可能性分布和概率分布不僅能夠幫助決策者處理彈性約束中的高變異性,而且能夠通過引進析因子分析技術有效地分析參數(shù)個體內(nèi)部以及個體之間的交互作用對系統(tǒng)成本的影響,進而避免模型求解中不確定信息的丟失,提高解決方案的魯棒性�；趶椥钥赡苄噪S機規(guī)劃方法,考慮新能源和電動汽車的影響,構建了北京市城市能源系統(tǒng)規(guī)劃模型。該模型能夠給出不同電力需求違約水平、不同滿意度水平和可信度水平下的模型求解方案。(5)開發(fā)了一種不確定條件下的copula彈性隨機規(guī)劃方法,并將其應用于區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃中。該方法不僅能夠反映區(qū)域電力系統(tǒng)中隨機變量的交互特征,而且能夠有效地表征目標函數(shù)和約束條件中的不確定性信息。方法的適用性通過應用到京津區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃模型中得以驗證�；陂_發(fā)的copula彈性隨機規(guī)劃方法,構建了一套基于copula彈性隨機規(guī)劃方法的京津電力系統(tǒng)規(guī)劃模型。該模型可以有效地反映區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃中能源供應安全、最小投資成本、環(huán)境減排以及系統(tǒng)中的多重不確定性問題。(6)開發(fā)了一種不確定條件下的聯(lián)合隨機模糊可信度規(guī)劃方法,該方法不僅能夠有效處理系統(tǒng)中的隨機變量、區(qū)間參數(shù)、模糊集以及它們組合所形成的各種不確定性,而且能夠反映多個隨機變量之間遵循不同概率分布函數(shù)且未知相互關系時的交互特征�；陂_發(fā)的聯(lián)合隨機模糊可信度規(guī)劃方法,構建了京津冀電力系統(tǒng)規(guī)劃模型,該模型探討了不同情景、不同聯(lián)合、單獨概率水平以及不同可信度水平下的電力供應方案。通過不確定性分析,本研究獲得了多種基于成本最小化和環(huán)境污染最小化時的能源系統(tǒng)、電力系統(tǒng)規(guī)劃方案。模型涵蓋能源系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié),包括能源加工和供需、電力生產(chǎn)和供應、污染物的減排、最小系統(tǒng)成本等。模型結果可以為調(diào)節(jié)現(xiàn)有能源供需模式提供數(shù)據(jù)支持,從而協(xié)調(diào)經(jīng)濟成本、系統(tǒng)效益、污染排放和能源供應的關系。研究發(fā)現(xiàn)能夠幫助能源規(guī)劃管理決策者實現(xiàn)能源系統(tǒng)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM73
【圖文】：

市）、區(qū)域（京津冀）能源系統(tǒng)規(guī)劃管理中存在的問題與特征，建立基于混合模逡逑糊優(yōu)化方法的多尺度能源系統(tǒng)規(guī)劃模型體系，實現(xiàn)能源活動相關的經(jīng)濟、社會、逡逑環(huán)境綜合管理的決策支持。本論文共分為六個章節(jié)，圖１－２為文章結構圖。詳逡逑細內(nèi)容如下：逡逑論文結構邐｜逡逑＼邐＼逡逑■’邐＇＇邐Ｑ邐研究背景邐）邐０峰負？＾管理研究１邐，蘋、逡逑第邋Ｃ研究意義）邐（電動汽車管理研宄｜三逡逑章邐研究內(nèi)容邐不確定性優(yōu)化技術邐文逡逑緒邐一邐廣NB邋獻逡逑＾邐研究路線邐城市能源系統(tǒng)研允邐＾逡逑、＇、邐．／邐：邐論文結構邐ｊ邐區(qū)域能源系統(tǒng)研[偅�、遴嶚辶x稀蔚諶祿詡夥甯漢曬芾淼某鞘械緦ο低徹婊芯垮義希掊危被詡夥宓緦π棖蟮那嗟菏心：婊Ｄ庥嘔Ｐ脫繡沖義蠈叔澹不詵質(zhì)鋇緙鄣臈Q島市魯棒彈性隨機規(guī)劃模型研宄逡逑ｇ邋；邐邐邋邐邋——一￣＾邋ｉ逡逑Ｓ邐第四章基于電動汽車引入的城市能源系統(tǒng)規(guī)劃研究逡逑ｊｇ邋１基于電動汽車引入的青島市區(qū)間可能性基礎彈性規(guī)劃模型研[傚義希保插澹橛詰綞狄氳謀本┦械裕穡昴芐運婊婊Ｐ脫芯垮五澹懾澹殄義巷嘵鰣五危裕義希掊蔚諼逭祿冢悖錚穡酰歟崮Ｄ獾那虻緦ο低徹婊芯垮義希渝澹被冢悖錚穡酰歟岬運婊婊木┙虻緦ο低徹婊Ｐ脫芯垮義希斟澹不冢悖錚穡酰歟崴婊：尚哦裙婊木┙蚣降緦ο低承婊Ｐ脫衃傚義希保卞澹誨澹澹蹋危哄�？逦逦Ｕd義系諏陸崧塾胝雇苠義襄五邋濉唬�？邋邋邋逦’辶x賢跡保猜畚慕峁瑰義希疲椋紓酰潁邋澹保插澹裕瑁澹螅椋簀澹螅簦潁酰悖簦酰潁邋義系諞徽灤髀郟翰霰疚牡難芯勘塵壩胙繡騁庖

本文編號：2805901